/oa /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230501 目的 研究剪切增稠液（Shear Thickening Fluid，STF）及其吸能减振方面的应用，为实现更好的结构振动控制效果提供参考。方法 通过文献调查法和文献研究法，系统综述了剪切增稠液及其在吸能减振方面的应用，并重点介绍了在STF制备开发中实现复合功能所面临的挑战，如STF增稠机理需要完善、STF功能开发范围较为单一、STF振动控制应用有待拓展等。结果 剪切增稠液作为一种新兴的高阻尼智能材料，在材料制备、性能调控、成因机理和应用开发等方面取得了丰硕的研究成果；将剪切增稠液替代传统黏滞阻尼器的阻尼介质，可以显著提高黏滞阻尼器的耗能减振能力，也可用于隔震系统中以缓解隔震层的变形，从而有效保障结构抗震的安全性。结论 为进一步拓展STF的实用性，建议研究热点应更多关注功能化STF组分的引入以及与其他智能材料的复合应用，开发出具有复合功能的STF，便于更好地应用于实际项目或在结构构件中发挥其作用。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 769 780 1925962 孙丽 王耕 张春巍 沙鑫 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230502 目的 研究不同搭设参数对超强薄壁钢管双排脚手架承载力的影响，提出一种稳定承载力计算方法。方法 对2组足尺模型进行静力破坏试验，结合结构体系特点，建立考虑杆件初弯曲以及扣件半刚性的有限元分析模型；基于试验结果对数值模型进行验证，并对其进行参数化分析；通过改变搭设参数研究连墙件设置方式、立杆步距、扣件扭转刚度对架体承载力的影响；基于单杆轴压稳定公式提出架体承载力计算方法。结果 在极限承载力相同的情况下，超强薄壁钢管双排脚手架相比传统Q235钢管脚手架质量约降低82.7%，成本约降低70.6%；步距、连墙件设置方式、扣件扭转刚度对承载力有显著影响。结论 超强薄壁钢管双排脚手架体系具有轻质高强、施工效率高、节约成本等优点，有限元和试验结果较为吻合，提出的简化计算公式可为此类结构的设计提供理论依据。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 781 789 1874429 刘红波 闫智聪 常浩腾 吕嘉诚 刘群 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230503 目的 提出废弃纤维再生混凝土受弯构件的裂缝宽度计算方法，为废弃纤维再生混凝土受弯构件的设计和工程应用提供参考。方法 对4根废弃纤维再生混凝土梁进行正截面受弯静力加载试验，分析试验梁的裂缝发展过程和分布规律。评估不同规范中废弃纤维再生混凝土受弯构件裂缝宽度计算方法的适用性，在现有规范基础上对计算公式进行修正。结果 随着再生骨料取代率的增加，梁构件主裂缝的宽度增加，适量地掺入废弃纤维可以抑制次生裂缝的产生。将不同规范中裂缝宽度计算值与试验值对比，采用中国规范计算的平均偏差最小，而采用欧洲规范计算的平均偏差最大。结论 利用笔者推导得出的公式计算得到的裂缝宽度计算值与试验值的平均偏差值为0.04 mm，该公式适用于废弃纤维再生混凝土受弯构件的裂缝宽度计算。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 790 799 1618971 周静海 赵冰野 梁意博 康天蓓 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230504 目的 研究框支框架结构的抗连续倒塌性能，为该类结构抗连续倒塌设计和研究提供参考。方法 通过二次开发在ABAQUS中引入微平面模型，在对剪切试验以及框架抗连续倒塌试验合理验证的基础上，对框支框架结构进行受力分析，探究梁跨高比、结构侧向约束、梁上集中荷载位置和大小对结构倒塌性能的影响。结果 转换梁的跨高比从5增至7，结构压拱承载力下降了32.7%，剪切破坏时的位移增加了127%；结构无侧向约束时，易形成强梁弱柱结构，导致柱发生破坏；当梁上集中荷载从0.4F1增至1.3F1、与失效柱的距离从ln/3增至2ln/3，剪切破坏位移分别减小了74%和70%。结论 在倒塌过程中，转换梁的抗剪承载力不断下降从而发生剪切破坏，迫使结构从压拱机制突变为悬链线机制，但悬链线承载力不足以抵抗竖向荷载，负弯矩区纵筋发生断裂致使结构失效。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 800 809 2539373 黄远 陈庆 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230505 目的 研究配筋空心方钢管高强混凝土轴压中长柱受力性能，改善传统空心钢管混凝土的力学性能，并为该类型柱的设计及试验研究提供依据。方法 基于有限元分析软件 ABAQUS，对配筋空心方钢管高强混凝土轴压中长柱的力学性能进行有限元分析，在分析受力全过程的基础上，重点分析长细比、钢管宽厚比，混凝土强度、钢管强度、管桩类型、配筋率等参数对轴压力学性能的影响，并基于统一理论提出承载力计算公式。结果 配筋空心方钢管高强混凝土轴压中长柱各组分之间组合作用良好，内置管柱、增大钢管宽厚比、减小长细比及缩小夹层混凝土强度与管柱混凝土强度差距可以改善构件的延性、提升构件组合作用；笔者提出的修正公式计算结果精确且安全。结论 提高配筋空心方钢管高强混凝土的钢管强度、增大宽厚比、减小夹层混凝土与管柱混凝土强度差距可有效改善空心钢管混凝土脆性破坏，充分发挥构件的性能。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 810 819 3477027 杨志坚 崔维哲 李帼昌 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230506 目的 研究十字交叉换乘地铁站在抗震分析中地震动荷载对结构动力响应的影响，为十字交叉车站的抗震设计和分析提供参考。方法 以十字交叉换乘地铁站为研究对象，借助MIDAS-GTS建立三维有限元分析模型，采用动力时程方法分析水平与竖向地震动荷载下车站结构的地震响应规律，并将单向与双向耦合地震动荷载下的结构响应进行比较。结果 双向地震动荷载下，结构响应规律与单向地震动相似，但结构水平位移增幅为1.44%，竖向位移增幅为1.21%；层间位移角比水平地震动增加了12%，比竖向地震动增加了1 876%；结构加速度响应在水平向增加了4.1%，在竖向减少了2.8%。结论 在双向地震动荷载下，结构的地震响应增大，产生的动力效应更大，对结构损伤更大；顶板的加速度峰值最大，最易受损；由于ρ-Δ效应，结构水平向地震响应增大，竖向地震响应减小。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 820 827 892098 苏健 李达琨 许民泽 崔春义 赵经彤 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230507 目的 为解决困扰梁-墙节点连接的难题，提出一种新型粱-墙平面外连接节点方式——梁靴螺栓连接节点，并对其承载力进行试验研究。方法 根据梁靴的不同锚固长度，制作了3组12个新型粱-墙平面外连接节点试件，并分别进行拉拔和剪切试验，探究不同条件下承载力变化规律。结果 拉拔试验中，随锚固长度的增加，节点的拉拔承载力分别提高了80.12%和122.63%；剪切试验中，随锚固长度的增加，节点的剪切承载力分别提高了40.94%和102.75%。结论 梁靴螺栓连接方式节点能够满足设计要求，并且随着梁靴锚固长度增加，抗拉承载力和抗剪承载力均有提高，极限位移更大，节点的延性也更好。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 828 834 1388635 孟宪宏 姜海洋 刘柯宇 陈建华 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230508 目的 研究能量曲率协整方法，解决环境温度影响结构损伤识别的问题。方法 基于时间序列小波包能量曲率协整方法，首先计算结构位移响应的小波包能量曲率，并选择第一频段的能量曲率为协整变量；然后对各节点变量序列进行协整检验，进而计算该变量估计值与实测值的残差，将其作为损伤指标；最后通过X-bar控制图判别结构健康状态，包括损伤时刻及损伤位置。结果 算例中结构各节点损伤指标呈现平稳特性，不受温度变化的影响，在损伤单元相邻节点处发生跳跃，在无损单元处始终保持围绕0轴波动，据此识别损伤位置。结论 该方法可以精确识别环境温度影响下的结构损伤状态，且具有强抗噪性。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 835 844 2516721 常军 周翔 翟慕赛 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230509 目的 研究内加强环式圆钢管混凝土柱-钢蜂窝梁节点的抗震性能，为工程应用提供参考。方法 采用ABAQUS软件建立节点模型，对比其与内加强环式圆钢管混凝土柱-钢实腹梁的抗震性能，分析不同因素对节点抗震性能的影响。结果 与内加强环式圆钢管混凝土柱-钢实腹梁相比，两者抗震性能相近；梁柱线刚度比和钢材牌号对抗震性能影响较大，但梁柱线刚度比对节点的承载力和耗能能力影响最大，最大相差分别为169.3%和29%，钢材牌号对节点的延性影响最大，最大相差41.2%；含钢率、内加强环宽度和厚度对抗震性能影响不大，但对延性、耗能能力、屈服和极限位移影响较明显。结论 内加强环式圆钢管混凝土柱-钢蜂窝梁节点具有可行性，符合“强柱弱梁”的抗震设计要求。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 845 852 1200811 李明 周稚竣 吴潜 李志伟 刘岗 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230510 目的 为了改善预应力高强混凝土管桩与承台连接节点的受力性能，开发一种新型连接节点。方法 笔者在原有PHC管桩和PRC管桩与承台连接节点基础上，通过增设钢套模，在桩端和承台交接处预留出锥形空隙，避免桩端转动挤压承台造成承台破坏；基于两个预应力高强混凝土管桩与承台连接节点试验，采用ABAQUS对节点的受力性能进行分析。结果 在桩端和承台交接处预留锥形空隙，节点的承载能力没有明显的降低；桩端的压应力有所减小，桩端周边承台混凝土压应力大幅减小；桩端锚固钢筋、桩身预应力钢筋、普通钢筋应力状态与未加钢套模相比无明显变化；节点的传力机理无明显变化。结论 在桩端和承台交接处预留锥形空隙，可有效减小桩端转动对承台的挤压作用，避免承台在桩端转动时出现破坏。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 853 861 3692974 马传政 谭雅文 杨志坚 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230511 目的 研究等幅荷载下钢筋混凝土梁的应力变化规律,实现在等幅荷载下钢筋混凝土梁变幅疲劳全过程分析，精准预测疲劳作用后钢筋混凝土梁的抗弯性能。方法 首先基于混凝土疲劳残余应变推导出变幅疲劳下的损伤值，根据疲劳下混凝土及钢筋的强度和刚度退化及疲劳残余变形演化规律，构建出混凝土及钢筋变幅疲劳本构模型，然后提出了变幅疲劳的仿真分析流程，最后借助有限元软件ABAQUS建立等幅疲劳荷载下的钢筋混凝土梁模型。结果 通过不断更新疲劳损伤后材料的本构模型，可以模拟任意疲劳荷载次数后钢筋混凝土梁的疲劳状态。结论 仿真结果与试验结果吻合程度高，验证了该分析方法的准确性；等幅荷载下受压区混凝土和受拉钢筋的应力均会出现不同程度的变化。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 862 871 991566 梁栋 葛昌伟 李清华 张亚楠 苌现伟 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230512 目的 为减少传统残余力向量法的工作量，提高计算效率，提出一种采用LSTM神经网络与残余力向量法相结合方法。方法 以结构损伤后的残余力作为LSTM神经网络的损伤识别指标，建立输入与输出之间模型，同时运用分步损伤识别法，对可能存在损伤的结构进行判断，并通过简支梁模型进行验证。结果 LSTM神经网络对简支梁损伤情况判断较为准确，在样本数为350组的情况下，其分类准确率为97%，训练结果的均方根误差值为0.64，预测结果的最大误差为3.7%；噪声水平在10%及以下时，最大误差为6.8%，噪声水平在15%及以下时仍可对单损伤做出较为准确的判断，最大误差为9.4%，抗噪性较好。结论 所设计的基于残余力LSTM神经网络对结构损伤定位与程度识别效果较好，具有一定可行性。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 872 879 1155523 宋福春,杨子豪,付聿旻,崔福和,白祥鸽 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230513 目的 为了提高装配式混凝土柱节点的连接性能，探索预制装配式构件的数值建模方法。方法 采用OpenSees有限元分析软件建立了采用新型连接方式的宏观单元模型，结合精细化纤维截面分区技术和基于零长度截面单元的应变渗透效应模拟技术，分析应变渗透效应、连接接缝位置以及轴压比等因素对柱抗震性能的影响。结果 连接接缝位置靠近柱根部时，装配柱的滞回性能降低；装配柱的累计耗能稍大于现浇柱；装配柱的延性系数在4.66~5.63内，极限位移角在1/51~1/71，均略小于现浇柱；不同轴压比条件下，装配柱的承载力和延性的变化规律与现浇柱相同。结论 连接接缝位置位于塑性铰区域外时，装配柱的承载力、刚度退化、耗能与现浇柱更为接近，在结构设计时应考虑预制柱连接接缝位置的影响。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 880 887 2110644 金峤 张永良 孙丽 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230514 目的 针对传统隧道衬砌裂缝检测效率低、成本高、周期长以及当前基于计算机视觉、图像处理技术的裂缝智能检测方法效率低、精度低、检测结果不准确等问题，提出一种改进的网络模型YOLO v5-IBX对公路隧道衬砌裂缝进行智能检测。方法 在原始YOLO v5网络模型的检测层中新增一个低维尺度和在特征提取层中融入注意力机制，提高特征融合利用和对小目标的检测精度，降低网络参数的计算量，达到减少裂缝细节信息丢失的目的；对采集到的公路隧道衬砌裂缝图像，通过图像翻转、裁剪、调整图像饱和度、对比度等随机转换方式来进行数据增强，增加数据特征样本，建立数据集，以满足模型检测的需求；在建立的隧道衬砌裂缝数据集上进行试验，以精确率、召回率、计算平均精度及平均精度均值作为检测精度的综合评价指标，将笔者提出的网络模型YOLO v5-IBX与原始的YOLO v5等其他网络模型进行对比。 结果 采用改进的网络模型YOLO v5-IBX检测隧道衬砌裂缝，在迭代300次的情况下，训练损失可以降到0.014，裂缝检测精度率达到97.8%左右，召回率达到97.7%左右，精度均值达到98.6%左右，均优于其他模型，检测精度得到有效提高。结论 相比较传统的人工检测方法和原始YOLO v5检测算法，改进的网络模型YOLO v5-IBX可以更快速、准确地识别出隧道衬砌裂缝，为隧道衬砌裂缝检测提供新的更加实用的检测方案。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 888 898 2338254 何兆益 常宝霞 吴逸飞 李冬雪 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230515 目的 对灌浆材料进行改性，以提高其在盐碱水溶液条件下的耐侵蚀性能。方法 通过纳米MgO对灌浆材料进行改性，选取H2O、NaCl、Na2SO4、NaOH的水溶液环境，测试灌浆材料的强度及耐蚀系数，分析不同盐碱水溶液环境对灌浆材料耐侵蚀性能的影响。结果 灌浆材料在H2O、NaCl、Na2SO4、NaOH等水溶液环境中，均有良好的耐侵蚀能力。掺入纳米MgO后，灌浆材料在NaOH的耐侵蚀能力最好，耐蚀系数达到1.524；在Na2SO4水溶液中，对掺入纳米MgO的灌浆材料长期抗压强度更有利；通过微观分析，在Na2SO4水溶液中，掺入纳米MgO的灌浆材料生成了碳酸镁盐等物质，在一定程度上提高了灌浆材料的强度。结论 150 d时，纳米MgO改性的灌浆材料在NaOH水溶液中的耐侵蚀性能最好，在Na2SO4盐溶液中对灌浆材料的抗压强度最有利。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 899 906 2052542 周红红 刘军 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230516 目的 对某高层老年公寓火灾烟气分布特征和人员疏散规律进行研究，科学地进行疏散路径决策，提高疏散效率，以减少老年公寓火灾造成的人员伤亡。方法 以苏州某高层老年公寓为研究对象，通过PyroSim软件进行火灾仿真模拟，分析火灾发生后温度、能见度、O2浓度、CO浓度和烟气层高度的变化规律。结果 火灾模拟考虑温度、能见度、O2和CO浓度、烟气层高度5个因素的人体耐受临界值,得到可用疏散时间为172 s；位于2层及以上楼层的老年人在134 s之前可通过3个楼梯间中的任意一个进行疏散，134 s到142 s之间可通过2、3号楼梯间进行疏散，142 s后只能通过3号楼梯间进行疏散。结论 得出老年公寓火灾燃烧产物的时空分布规律，计算出疏散时间，为老年公寓火灾疏散提供理论依据。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 907 914 2034802 贾世龙 綦韦 李畅 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230517 目的 利用能源微网热源系统集成优化技术，解决工业园区建筑运行阶段节能减排问题。方法 提出了联供系统新配置模式，采用节能、经济、环保多目标优化方法，建立能源微网热源系统集成优化的MINLP模型，采用单纯形法结合分枝定界法求解，得到了热源系统最优的设备配置和运行策略，并分析了该系统节能减排的效果。结果 对于传统模式，新模式一次能源节省率为73.88%，年总费用节省率为70.35%，CO2、CO、NOX和颗粒物四种污染物排放量分别降低了20.26%、69.50%、13.77%和17.87%，验证了新模式的优势。结论 笔者所提出的联供系统新模式有助于能源系统节能减排，所建立的集成优化模型为工业园区能源系统配置提供理论依据。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 915 922 1000265 田川 冯国会 李帅 袁勇 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230518 目的 研究健身房内的空气质量，分析健身房环境的影响因素，为打造健康锻炼环境提供设计参考。方法 实测健身房室内的温度、相对湿度、风速、污染物质量浓度,使用Fluent软件对夏季开馆初期以及人员高峰期时健身房室内的污染物质量浓度、温度、风速等分布进行模拟。结果 模拟得到开馆初期室内VOC存在明显的堆积，为0.68~0.94 mg/m3,与实测值相差0.002%~0.007%；人员高峰期时操厅及私教室区域CO2堆积严重，CO2体积分数平均体积分数约0.162%~0.170%；与实测值差0.001%~0.009%，同时室内温度明显升高。结论 健身房开馆初期空调系统难以在短时间内排出室内堆积的VOC；人员高峰期时通风系统难以将CO2及时排出或稀释，同时人员的密集使得室内温度不断升高，室内气流存在死角。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 923 931 2276303 郝红 罗雯 石贵文 董洪君 徐丽 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230519 目的 研究一种新的轴承外圈故障位置识别方法，提出水平-水平-垂直同步均方根(HHVSRMS)故障位置识别的新方法，为轴承外圈故障位置识别提供指导。方法 建立轴承动力学模型来模拟轴承运行情况，考虑振动信号在传播过程中的衰减，仿真分析三个测点振动信号的同步均方根(SRMS)与故障位置之间的映射关系，根据映射关系进行故障位置识别，最后通过实验验证仿真结果。结果 当故障位置角在230°~310°时，HHVSRMS与故障位置之间存在单调映射关系，可识别轴承外圈的故障位置；仿真曲线与实验曲线的变化趋势相似，误差较小，仿真结果与实验相符合。结论 仿真试验验证了笔者所提方法的可行性，该方法加大了故障识别范围。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 932 938 1695247 张珂 鹿延秋 石怀涛 白晓天 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230520 目的 提出一种基于模糊PID的压力控制方法，以提高管道机器人推进装置工作稳定性，增强机器人的协调性和可控性。方法 通过分析推进装置的工作原理及控制需求，设计支撑腿压力稳定控制方案，并在Simulink平台进行压力稳定控制的建模与仿真；对该控制系统进行硬件配置及软件设计，并进行支撑腿压力稳定控制实验。结果 在引入模糊控制方法后，系统调节时间缩短了14.2%，并且抗干扰能力明显提升；实验结果表明：在引入模糊控制方法后，压力波动幅度减少了81.6%，系统稳态性能明显提高。结论 基于模糊PID算法的压力控制策略提高了支撑腿压力的稳定性，笔者所设计的压力稳定控制系统可满足控制要求。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 939 946 1564106 罗继曼 刘士恒 马思源 肖雅心 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230521 目的 研究沸石分子筛对水中NH4+-N的吸附机理与去除效果，并探究饱和沸石分子筛的最佳再生方案。方法 通过试验分析得出沸石分子筛去除NH4+-N的最佳温度和pH条件；从动力学、等温线、热力学等角度分析沸石分子筛吸附NH4+-N的机理；分析基于不同再生剂和再生因素的氨氮饱和沸石分子筛的再生效果。结果 温度大于20 ℃、pH值为6～7时，去除率最高，为79.6%；拟合相关系数为R2=0.986的准二级动力学模型能更准确地描述沸石分子筛去除NH4+-N的反应，等温线符合Langmuir方程，吸附过程为吸热反应；确定最佳再生剂为0.4 mol/L的NaCl溶液，最佳再生时间为24 h，再生pH为7，再生温度为25 ℃，再生率为88.17%，重复再生5次后，再生率仍能达到78.76%。结论 沸石分子筛NH4+-N具有较好的去除效果，当达到吸附饱和后，对其进行再生处理后可多次利用，提高了沸石分子筛在给水处理领域的利用价值。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 947 954 648148 袁雅姝 来庆宇 包顺宇 郜玉楠 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230522 目的 研究实验室长期闲置厌氧氨氧化污泥的活性恢复手段，提升厌氧氨氧化污泥的再驯化效能，实现厌氧氨氧化工艺的快速启动，为工程应用提供参考。方法 使用UASB反应器，以室温下闲置时长约240 d的厌氧氨氧化污泥为研究对象，采用冷启动与热启动结合的方式，逐步提升反应器总氮容积负荷，监测反应过程中各氮素化合物浓度变化。结果 经过7 d室温启动与6 d热启动操作后，厌氧氨氧化污泥活性得以恢复，当反应运行到第17 d，UASB工艺中氨氮和亚硝态氮的最大去除率分别为79.26%和99.22%，污泥从黑灰色絮状逐渐变为红棕色颗粒状。结论 在连续流动试验中，成功实现了氨氮和亚硝态氮的同步去除，使用长期闲置厌氧氨氧化污泥可以较好地恢复厌氧氨氧化效能。 2023年10月08 00:00 2023年第5期 955 960 1221740 张黎 张磊 姜琦 李佳鑫 耿子威